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Article

1 - UN MATÉRIAU INDUSTRIEL DEVENU UNIVERSEL

2 - SPÉCIFICITÉS DES ACIERS MINCES POUR LES ENVELOPPES

3 - COMPOSANTS DE L’ENVELOPPE EN ACIER

4 - SYSTÈMES DE COUVERTURE EN ACIER

5 - ÉCRANS ET PAREMENTS EN ACIER POSÉS EN SURTOITURES

6 - CONCLUSIONS

7 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : C2540 v1

Composants de l’enveloppe en acier
Les aciers dans les enveloppes des bâtiments - Composants disponibles et solutions de toitures

Auteur(s) : Pierre ENGEL

Date de publication : 10 oct. 2018

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NOTE DE L'ÉDITEUR

Les normes NF EN 10025-2 à -5 de mars 2005 et NF EN 10025-6+A1 de juillet 2009 citées dans cet article ont été modifiées par les normes NF EN 10025-2 à -6 (A35-501-2 à -6) : Produits laminés à chaud en aciers de construction
– Partie 2 : Conditions techniques de livraison pour les aciers de construction non alliés
- Partie 3 : Conditions techniques de livraison pour les aciers de construction soudable à l'état normalisé/laminage normalisant
- Partie 4 : Conditions techniques de livraison pour les aciers de construction soudable à grains fins obtenus par laminage thermomécanique
- Partie 5 : Conditions techniques de livraison pour les aciers de construction à résistance améliorée à la corrosion atmosphérique
- Partie 6 : Conditions techniques de livraison pour produits plats des aciers à haute limite d'élasticité à l'état trempé et revenu (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1909 (Octobre 2019).

13/12/2019

RÉSUMÉ

Les toitures en acier sont très répandues dans la construction des édifices de tous types. Fabriqués en acier galvanisé souvent prélaqués ou en acier inoxydable, ces systèmes de couverture sont devenus des solutions traditionnelles. Ce succès est dû à la résistance mécanique des aciers plats employés, à leur résistance à la corrosion, mais aussi à la richesse du choix de couleurs et de nervures à disposition. Apanage des toitures d’usine, ces produits ont graduellement conquis d’autres segments de la construction partout dans le monde et s’imposent désormais comme une solution universelle pour beaucoup de types de constructions. On les retrouve aussi bien dans les bâtiments neufs que dans les réhabilitations où ils répondent bien aux impératifs d’isolation thermique.

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Auteur(s)

  • Pierre ENGEL : Ingénieur, Master of Sciences, Doctor in Philosophy - Professeur des écoles Nationales Supérieures d’architecture

INTRODUCTION

L’emploi des métaux en feuilles dans la construction est une pratique millénaire. Ils furent utilisés par les Romains pour les tuiles de bronze du Panthéon d’Agrippa à Rome ou par les bâtisseurs du Moyen Âge qui utilisaient parfois des bardeaux en fer-blanc.

Après le développement de la sidérurgie, l’architecture industrielle du XIXe siècle utilisa la tôle de fer, puis d’acier, comme solution alternative aux matériaux de couverture traditionnels.

Ces composants furent d’abord sommaires de par leurs épaisseurs, leurs états de surface grossièrement galvanisés, peints manuellement ou goudronnés.

Ces expériences ont conduit les industriels à développer des enveloppes raidies par des nervures qui sont les ancêtres des bacs acier. Leur forme est le fruit d’une évolution lente qui a vu se développer, tour à tour, les techniques de :

  • laminage ;

  • galvanisation ;

  • prélaquage ;

  • profilage.

Pour ces diverses applications métropolitaines, contrairement aux toitures en tôle, les façades en acier traitées dans l’article [C 2 541] se sont développées plus lentement après une évolution contrastée de la manière de clore les bâtiments.

Après l’avènement de la tôle ondulée au XIX e siècle, des profilés trapézoïdaux plus hauts sont apparus aux USA dans les années 1940. Ils offraient une rigidité accrue et un meilleur emboitement des bacs entre eux, un drainage et une étanchéité améliorée des parois.

Depuis, de nombreuses formes de profilés ont été développées, de sorte qu’il existe aujourd’hui nombre de bacs acier conçus pour être utilisés en couverture et/ou en bardage.

Les modifications intervenues au fil des ans ont consisté, le plus souvent, en des améliorations techniques avec des ajouts de raidisseurs de plage ou des accroissements de hauteur des nervures pour obtenir plus d’inertie.

La création de nouveaux modèles de profils s’est développée pour répondre aux attentes esthétiques des architectes, mais aussi pour ajouter de nouvelles fonctionnalités comme les panneaux photovoltaïques.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-c2540


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3. Composants de l’enveloppe en acier

3.1 Comprendre les typologies des couvertures en acier

Les composants des systèmes d’enveloppes, construits avec des tôles d’aciers minces revêtus ou inoxydables, sont maintenant passés en revue .

Issues de typologies constructives industrielles, ces couvertures peuvent être non isolées à simple peau, isolées à doubles peaux ou encore constitués par des panneaux sandwich.

Ces enveloppes sont posées sur des éléments porteurs en acier ou sur d’autres matériaux, comme le bois, le béton ou la maçonnerie (figure 16).

La tôle de fer fut le premier métal ferreux utilisé pour les toitures. D’abord posées en petits éléments de fer étamé au Moyen Âge, les couvertures en tôle sont développées au XIXe siècle en fer ondulé, puis en acier .

Pratiques à transporter, car empilables et légers, ces éléments ont fait le bonheur des constructions coloniales britanniques et françaises. Ils étaient expédiés en kit de la métropole vers l’empire pour être rapidement montés dans des contrées aux pluies abondantes et souvent cycloniques.

Après leur fonction de « parapluie » bon marché du début, les composants en acier pour les toitures sont aujourd’hui devenus des systèmes sophistiqués regroupant les fonctions d’étanchéité, d’isolation, d’esthétique et de production énergétique lorsqu’elles supportent des panneaux photovoltaïques.

Les nervures disponibles de nos jours font le compromis entre l’esthétique requise par les concepteurs et la rigidité nécessaire pour franchir des portées entre pannes de plus en plus importantes.

...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BRAHAM (M.), CARRÉ (G.) -   Les maisons en fer Duclos  -  (2017). http://www.les-maisons-en-fer-duclos.com/

  • (2) - ENGEL (P.) -   Guide de la réhabilitation des enveloppes et des planchers.  -  Éditions Eyrolles, ISBN 978-2-212-14001-9, Paris (2014).

  • (3) - ENGEL (P.) -   Manuel de la réhabilitation avec l’acier, à l’usage des architectes et des ingénieurs.  -  Presses Polytechnique Universitaires Romandes, ISBN : 9 782 725 800 172, Lausanne (2017).

  • (4) - Réglementation thermique 2012 -   Un ensemble de textes et d’arrêtés  -  donnés au lien : http://www.rt-batiment.fr/batiments-neufs/reglementation-thermique-2012

  • (5) - Règles RAGE -   Couverture en panneaux sandwich à deux parements en acier et à âmes polyuréthane, Conception et mise en œuvre – Neuf et rénovation.  -  Paris, décembre 2014.

  • ...

1 Sites Internet

• Arcelor Mittal

http://www.arcelormittal.com

• Constructalia

https://constructalia.arcelormittal.com/fr

• Construir Acier – le site pour la promotion de l’acier

http://www.construiracier.fr

• Faynot Industrie

http://www.faynot.com

• Etanco-Médiathèque

http://www.etanco.eu

• Hilti – Outillage professionnel pour les entreprises du bâtiment

https://www.hilti.fr

HAUT DE PAGE

2 Normes et standards

Norme Française P 34-310 (1994), Tôles et bandes en aciers de construction galvanisées à chaud en continu, destinées au bâtiment. AFNOR

Norme Française P 34-301 (1994), Tôles et bandes en acier galvanisées prélaquées ou revêtues d’un film organique calandré destinées au bâtiment. AFNOR

Norme Française P 34-310 (1994), Tôles et bandes en aciers de construction galvanisées à chaud en continu destinées au bâtiment. AFNOR

EN 10025-5 (2005), Produits laminés...

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